初次髖關節置換術中股骨假體周圍骨折的危險因素分析

仝淞銘,劉蒙,周勇,歐陽曉,張嚴

(徐州市腫瘤醫院骨科,江蘇 徐州 221000)

隨著髖關節置換手術數量的增加,髖關節置換術中假體周圍骨折日益成為手術醫生關注的焦點。相關文獻報道初次髖關節置換術中股骨假體周圍骨折發生率為1.0%左右,更有學者根據其研究模型推測:在未來30年里,髖關節置換術中股骨假體周圍骨折的數量將以每10年4.6%的速度增加[1-2]。

髖關節置換術中發生骨折的患者死亡率高于未骨折患者,在髖關節置換術中發生骨折的高齡患者(≥80歲)中,男性患者死亡率高達3.9%,女性患者死亡率為2.2%[3-5]。因此,分析以及預防髖關節置換術中發生股骨假體周圍骨折的危險因素,具有重要的臨床指導意義。既往文獻認為術中股骨骨折的危險因素主要包括女性、骨質疏松、肥胖、生物型假體、高齡、服用激素、發育性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)等[6-8],但鮮有文獻研究髖關節影像學參考數據對術中股骨骨折的影響以及歸納分析股骨骨折的手術步驟。本研究將髖關節置換術中發生股骨假體周圍的患者與未發生骨折的患者資料進行對比,探討術中股骨假體周圍骨折的發生率以及危險因素,現報告如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準 納入標準:(1)初次髖關節置換者;(2)臨床資料和影像學資料完整者。排除標準:(1)術前合并有股骨干骨折者;(2)髖關節置換術中骨折損傷機制記錄不明確者。

1.2 一般資料 依據納入排除標準,收集自2015年1月至2020年12月在徐州市腫瘤醫院骨科行初次髖關節置換術患者的臨床資料,1 633例(1 633髖)納入本研究,其中男688例(688髖),女945例(945髖);年齡26～96歲,平均(64.2±13.1)歲。初次置換原因:股骨轉子間骨折48髖,髖關節骨關節炎99髖,股骨頸骨折480髖,股骨頭壞死748髖,DDH 133髖,類風濕性關節炎42髖,強直性脊柱炎83髖。髖關節置換假體類型,直柄258髖包括:AML柄(Depuy)72髖,U2柄(臺灣聯髖)34髖,Wagner cone柄(Zimmer)129髖,S-Rom柄(Depuy)23髖;解剖型柄582髖包括:APR柄(Zimmer)105髖,Ribbed柄(W.Link)413髖,PCA柄(Howmedica)64髖;錐型圓柄259髖包括:Mallory-Head柄(Biomet)78髖,F2L柄(Lima)96髖,Synergy柄(Smith-Nephew)64髖,Tri-Lock BPS柄(Depuy)21髖;矩型柄344髖包括:CLS柄(Zimmer)114髖,SL-Plus柄(Smith-Nephew)97髖,C2柄(Lima)82髖,Betacone柄(W.Link)51髖;骨水泥柄190髖包括:CPT柄(Zimmer)74髖,Exeter柄(Stryker)42髖,Spectron柄(Smith-Nephew)24髖,SPⅡ型柄(W.Link)50髖。

1.3 觀察指標 根據患者的病例資料,收集的數據主要包括:性別、年齡、身體質量指數(body mass index,BMI)、術前診斷、手術醫生、手術入路、假體類型等。其中,為了觀察術中骨折是否與手術醫生手術量有關,根據手術醫生年平均髖關節手術量進行分層,大致分為<50髖/年和≥50髖/年。根據患者的術前影像學資料,將股骨形態分為香檳型、正常型、煙囪型。根據術中及術后影像學資料,判斷股骨是否骨折,并且區別是否為全髖關節置換。通過患者病歷資料,統計術中骨折發生的手術步驟,影像學評估均由本文第一作者和第二作者共同完成。

2 結 果

2.1 初次髖關節置換術中骨折特征 初次置換患者中共有63例發生假體周圍骨折,發生率為3.9%。根據Vancouver術中股骨骨折分型[9],A型41例(65.1%),B型14例(22.2%),C型8例(12.7%)。初次置換手術過程中發生骨折步驟:髖關節脫位3例(4.8%),擴髓24例(38.1%),置入股骨假體34例(54.0%),髖關節復位2例(3.2%)。

2.2 初次髖關節置換術中骨折相關因素單因素分析 術中骨折組與未骨折組的性別構成、術前診斷、是否全髖關節置換、左右側差異均無統計學意義(P>0.05);而患者年齡構成(<60歲與≥60歲)、是否肥胖(BMI≤28 kg/m2與>28 kg/m2)、股骨形態、手術入路、假體類型、手術醫生手術量(<50髖/年與≥50髖/年)等差異有統計學意義(P<0.05,見表1)。

表1 初次髖關節置換患者的臨床資料(例)

2.3 初次髖關節置換術中骨折危險因素的多因素分析 使用多因素Logistics回歸對單因素分析中差異有統計學意義的因素進行分析。骨折組與非骨折組的年齡(OR=7.344,95%CI為3.665～14.714)、手術醫生手術量(OR=0.249,95%CI為0.134～0.466)、手術入路(OR=0.195,95%CI為0.111～0.341)、股骨形態(OR=2.046,95%CI為1.129～3.707)、假體類型(OR=0.285,95%CI為1.136～2.011)之間比較差異有統計學意義(P<0.05),而BMI(OR=2.105,95%CI為0.704～6.298)比較差異無統計學意義(P>0.05)。同時滿足≥60歲、煙囪型股骨髓腔、DAA入路、矩形柄、手術醫生手術量<50髖/年的患者骨折發生率為9.4%(3/32);沒有術中骨折危險因素(<60歲、正常型股骨髓腔、后外側入路、解剖柄、手術醫生手術量≥50髖/年)的患者骨折發生率為1.1%(4/364),見表2～3。

表2 初次THA術中假體周圍骨折相關因素賦值

表3 初次THA術中假體周圍骨折相關危險因素多因素Logistic回歸分析

3 討 論

張紀等[10]報道的髖關節置換術中股骨骨折總發生率為5.7%,其中初次置換術中發生率為4.0%,翻修術發生率為21.4%。國外文獻報道了初次置換術中股骨骨折發生率為0.3%～2.3%,而翻修髖關節術中股骨骨折發生率為3.6%～6.0%[1,11]。本研究中,初次髖關節置換術中股骨骨折發生率為3.9%。髖關節置換術中股骨骨折發生率明顯高于西方發達國家,我們分析原因主要為:西方國家人口體質以及骨質好于國內髖關節置換人群;國內臨床應用假體絕大部分為進口假體,很難與國人髓腔大小、形態相匹配,術中需將髓腔適當擴大以適應假體的大小。

本研究中,年手術量≥50髖的醫生在術中發生骨折的概率明顯小于年手術量<50髖的醫生,骨折發生步驟主要在擴髓和假體置入的過程中。髖關節置換的學習曲線較長,醫生的手術技術不夠成熟。因此,醫生的手術技術水平對術中骨折發生起到關鍵作用。

本研究統計發現,髖關節置換術中使用生物型假體易發生骨折。直柄、錐形柄等生物型假體固定的關鍵是術中必須達到良好壓配,獲得假體即刻穩定,并且使用的假體大于同型號髓腔銼。另外,在置入股骨假體時,打壓假體的力度、假體解剖結構與髓腔的匹配度都會影響術中骨折發生率。因此使用非骨水泥固定型假體增加了術中骨折風險。選擇骨水泥固定型假體時,骨折風險明顯降低[1,9,12-13]。

對假體結構形態的研究發現,解剖股骨柄術中骨折發生率明顯低于矩形柄。Jakubowitz等[14]對不同類型假體柄進行離體生物力學實驗,證實假體設計類型對髖關節置換術中股骨骨折具有相關性,但假體在發生術中骨折時的最大應力差異無統計學意義。解剖柄是以股骨近、遠端髓腔同時匹配為設計理念,解剖柄近端區設計得稍小,以適應干骺端各種形態,一些解剖型假體常設計可選領托(如Ribbed柄)以保證初始穩定,因此,并不追求與干骺端髓腔非常緊密的壓配。而無領假體在股骨近端的楔入可產生過度的箍應力而造成股骨近端術中骨折。矩形柄假體設計理念為圓孔中方形釘的應用,具有良好的抗扭轉力,適用于各種髓腔的解剖形態并可取得良好療效。既往研究表明矩形柄應用于骨質疏松患者,可減少大腿痛和假體松動等并發癥[15]。然而,在置入假體時,為獲得良好的初始穩定性,較寬大橫徑的假體近端易對股骨近端骨皮質產生撞擊,從而引起骨折。另外,擴髓未達到柄體的長度以及過分追求假體與股骨之間的壓配,也增加了骨折的風險。文獻報道髖關節置換術中生物柄假體周圍股骨骨折易發生在擴髓和置入假體過程中,并且骨折類型主要為Vancouver A型骨折[16],與本文結論相同。

本研究中,煙囪型股骨術中骨折的發生率明顯高于正常型。即股骨髓腔骨比率≥0.5時,股骨在正位X線片上呈現的形態類似于煙囪[5],股骨形態為煙囪型者主要為高齡患者。有文獻報道高齡患者(>80歲)髖關節置換術中骨折發生的風險比年輕患者增加,主要由于隨著年齡的增長,骨質疏松癥狀會逐漸加重[17]。在股骨生物力學測驗中,股骨發生骨折時的應力隨著股骨骨密度的下降逐漸降低,呈正相關關系(P<0.05,r=0.81)[18]。香檳型股骨術中骨折的發生率同樣高于正常型。Miettinen等[7]發現股骨形態是髖關節置換術中發生股骨骨折的獨立危險因素,主要因為香檳型股骨比正常型股骨的髓腔狹窄,術中用髓腔銼擴髓對股骨近端松質骨較易成形,而對于峽部髓內皮質骨則需較大的力量且擴髓有限,而一味的髓腔擴大形成的髓腔內臺階在股骨柄置入后在柄端處產生的應力過于集中,假體難以通過較狹窄的峽部,易引發遠端應力性骨折[19]。

本研究中,小切口的直接前側入路和外側入路術中骨折發生率明顯高于后外側入路。Lygrisse等[20]報道的5 600例后外側入路中有35例出現股骨假體周圍骨折,骨折發生率明顯低于直接前側入路及外側入路。筆者推測其原因主要與手術切口長度及術中暴露有關,標準的后外側入路雖然切口長度較長,但能夠較好的暴露股骨,術中準確把控擴髓方向和安放假體前傾角度,而直接前側入路和外側入路僅能暴露髖關節部位,對擴髓和安放假體的用力方向較難掌握。

為預防髖關節置換術中發生股骨骨折,術前應仔細閱片,綜合評估后進行模板測量,選擇合適類型假體。手術醫生應選擇自己擅長的手術入路,并認識到患者是否存在骨質疏松、畸形等危險因素。術中股骨擴髓時要小心,避免暴力操作,掌控好力量和方向。如果懷疑發生股骨骨折時,應以延長切口直接檢查股骨或拍攝術中X線片,多數骨折未影響股骨假體的穩定性,可以用鋼纜或多股鋼絲捆扎固定,防止骨折進一步加重。若假體初始穩定性存在問題,應更換假體,選擇全涂層或遠端固定股骨柄,使假體通過骨折線。

綜上所述,本項關于髖關節置換術中發生股骨骨折危險因素的研究,結合國內外其他多中心研究的結果[1-2,6],證實了關節置換患者術中股骨骨折的發生率并不低。影響股骨骨折的因素眾多,尤其與年齡、股骨形態、假體類型、手術入路、醫生的手術量等相關因素密切相關,值得骨科醫生對相關危險因素進行篩選,以降低術中股骨骨折發生率。